为你的应用选择合适的PMBus负载点解决方案

来源:电子元件技术网发布时间:2020-10-16881浏览

你需要监视系统运行，或者是搜集电源的有关数据吗？如果回答是肯定的，那么PMBus就非常适合你。

PMBus是一项行业标准协议，它可以简化与电源转换器和电源系统中其它设备的2线制数字通信。在你的系统中使用PMBus可以减少设计时间、降低风险和成本，从而增加电源的功率密度和可靠性，并且优化组件性能和效率。PMBus使你能够监视电流、电压和温度，并且报告和记录故障。在使用PMBus时，通过将全新缺省参数储存在非易失性存储器中，设计人员能够在设备运行期间配置IC，从而在较短的时间周期内生成并验证全新设计。

TI支持广泛的基于PMBus的DC/DC转换器、负载点 (POL)、单输出/多输出和单相位/多相位脉宽调制 (PWM) 控制器、热插拔IC、排序器/管理器和隔离式PWM控制器。在有多个选项可供选择时，为你的应用选择合适的设备是一项比较有挑战性的工作。

图1. TI的 PMBus功率链图

TI的PMBus控制器和转换器采用两种不同的控制模式拓扑：模拟控制环路，通常情况下，速度最快，以及数字控制环路，由于其时钟和比例积分微分 (PID) 电路，会增加系统的延迟。TI很多基于PMBus D-CAP™，D-CAP2™ 和D-CAP3™ 的控制器和iFET特有一个模拟控制环路，可实现更快的负载瞬态响应，并且没有环路补偿。

将驱动器集成在芯片上并不一定能提供最优电源分区，因为这么做会限制开关频率 (Fsw) 并增加PWM控制器中的功率耗散。TI有很多支持无驱动器架构的器件，2013年，这一架构首先在TI的多相位PWM控制器中实现。由于增加了开关频率的处理能力，这个架构极大地增加了功率密度，并大大减少了电路板面积（将电路板面积最多减少了3倍）。为了简化布局布线，它还使制造商能够将互补功率级的大型底部散热垫直接接至PCB内部接地层。

不同架构的PMBus示例：

多相位PWM控制器（无驱动器）：

1. TPS40425和TPS40428双相位/双输出多相位PWM控制器最多可堆叠至4相位，并且特有支持前馈的电压模式。这些控制器可以与TI的60A同步降压NexFET™ CSD95372A或CSD95378B智能功率级产品配对使用。请在这里查看TI Design参考设计。

2. TPS53647 TI首款用于ASIC/FPGA内核的通用、高电流、4相位、单输出PMBus多相位PWM控制器。特性包括自动均衡、D-CAP+™ 控制模式和一个复位功能。所有这些特性可以减少过冲和下冲、实现严密的相位间电流和热共享、减少输出电容器数量、在无需电力循环的情况下轻松复位至最初的启动电压、并且实现较低的外部组件数量。

多相位PWM控制器（带有栅极驱动器）：

1. TPS40422双相位、双输出多相位PWM控制器特有支持前馈的电压控制模式。

iFET转换器（具有集成型MOSFET）：

1. SWIFT™ 20A TPS544B20和30A TPS544C20 D-CAP-2控制模式转换器。

2. 支持电压控制模式与频率同步的SWIFT 20A TPS544B25和30A TPS544C25 D-CAP2控制模式转换器。TI的完整SWIFT产品组合请见表1。

3. 支持PMBus精简特性集的TPS53915 12A D-CAP3控制模式转换器。

PWM控制器：

TPS40400 PWM控制器特有一个外部电源块和支持前馈的电压控制模式。TI的完整PWM控制器产品组合请见表2。